Магний – металл светло-серого цвета с температурой плавления 650ºС. Характерной особенностью магния является его малая плотность ‑ 1,73 г/см3 против 2,7 г/см3 для алюминия и 8,94 г/см3 для меди. Технический магний поступает под маркой Мг1 и содержит 99,92% Mg. Основные примеси Fe, Si, Ni, Na, Al, Mn, Cu. На воздухе магний легко воспламеняется и горит с выделением большого количества тепла и ослепительно белого цвета. Магний используется в пиротехнике, химической промышленности и др.
В состав магниевых сплавов чаще вводят алюминий, цинк, марганец, цирконий редкоземельные элементы и другие металлы, которые измельчают зерно сплава, повышают его механические свойства, в т.ч. прочность и пластичность. Редкоземельные металлы, торий и кальций увеличивают жаропрочность магниевых сплавов, бериллий снижает их способность к самовозгоранию в расплавленном состоянии.
Магниевые сплавы делятся на деформируемые, поступающие в виде листов, полос профилей, прутков и поковок, и литейные, предназначенные для изготовления деталей методом фасонного литья. Деформируемые сплавы маркируются буквами МА, литейные ‑ буквами МЛ, далее следует цифра, показывающая номер сплава, например, МА1, МА5, МЛ3, МЛ10.
Деформируемые магниевые сплавы. Сплав невысокой прочности МА1 имеет высокую пластичность. Хорошую свариваемость и коррозионную стойкость, применяется для сварных резервуаров, бензо- и маслобаков, трубопроводов и т.д. Сплавы средней прочности МА8 и МА9 имеют достаточную технологическую пластичность, удовлетворительную свариваемость и коррозионную стойкость и предназначены для изготовления средненагруженных деталей. Высокопрочные сплавы МА2-1, МА5, ВМ 65-1 хорошо обрабатываются прессованием и штамповкой, имеют удовлетворительную коррозионную стойкость. Жаропрочные сплавы МА11 и ВМД-1 хорошо деформируются и свариваются, они пригодны для длительной работы при температуре 250-350ºС. Деформируемые магниевые сплавы особенно выгодно применять для кратковременно работающих конструкций, т.к. их теплопроводность в 2,5 раза выше, чем у сталей. Из этих сплавов изготавливают сварные масло- и бензобаки, арматуру бензо- и маслопроводов самолетов, летательных аппаратов, детали прядильных и ткацких станков.
Литейные магниевые сплавы. Сплав средней прочности МЛ3 применяется для отливок простой формы, требующих повышенной герметичности, а также испытывающих ударные нагрузки. Высокопрочный сплав МЛ5 имеет хорошие литейные свойства и применяется для изготовления тяжелонагруженных крупногабаритных отливок. Жаропрочные сплавы МЛ10 и ВМЛ-1 имеют повышенную коррозионную стойкость; МЛ10 применяется для деталей, работающих при температурах до 250ºС, ВМЛ-1 – для высоконагруженных отливок, длительно работающих при температуре 300ºС и кратковременно при температурах 400-450ºС. Литейные магниевые сплавы имеют невысокий модуль упругости, и вследствие этого высокие демпфирующие свойства (гасят колебания и вибрации конструкции). Сплавы хорошо обрабатываются резанием, но при соблюдении ряда предосторожностей.
Недостатком магниевых сплавов по сравнению с алюминиевыми являются низкий модуль упругости и пониженная устойчивость против коррозии. Для повышения коррозионной стойкости магниевые сплавы подвергают оксидированию; на оксидированную поверхность наносят лакокрасочные покрытия. Вследствие высокой удельной прочности магниевые сплавы нашли широкое применение в самолето- и ракетостроении, автомобилестроении, электротехнике, радиотехнике, в текстильной, полиграфической промышленности, на транспорте и т.д.
Титан и его сплавы
Титан – металл серого цвета с температурой плавления 1665ºС. Отличительными особенностями титана являются высокие механические свойства (хорошее сочетание прочности и пластичности), его малая плотность ‑ 4,5 г/см3, высокая удельная прочность (отношение предела прочности к плотности), хорошая коррозионная и химическая стойкость благодаря защитной оксидной пленке на поверхности металла, низкий модуль упругости (почти в 2 раза меньший, чем у железа и никеля), низкие антифрикционные свойства. Механические свойства Ti сильно зависят от наличия примесей – с повышением их количества повышается прочность титана и понижается пластичность. Несмотря на высокую температуру плавления, титан имеет более низкую жаропрочность, чем сплавы на основе железа и никеля. Предельная температура использования Ti и его сплавов 550-600ºС. При более высокой температуре Ti и его сплавы легко окисляются и поглощают водород, что приводит к охрупчиванию. Технический титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготавливать сложные фасонные отливки, но обработка резанием затруднительна.
Для получения сплавов с заданными механическими свойствами титан легируют Al, Mn, Mo и др. Наибольшее применение нашли сплавы, в которых основным легирующим элементом является алюминий, например, сплав ВТ5, содержащий до 5%Al. Кроме того, применяют и сложнолегированные сплавы, например, ВТ 3-1, ВТ-6, ВТ-8.
Титан и его сплавы широко используют в различных областях техники (авиационной, ракетно-космической, судостроении, химической промышленности), когда требуются высокая удельная прочность и хорошая сопротивляемость коррозии. Некоторые титановые сплавы обладают повышенной пластичностью при низких температурах, поэтому их используют и для изготовления деталей машин в криогенной технике.
Баббиты
Баббитами называют антифрикционные сплавы на основе олова или свинца. Эти сплавы предназначаются для заливки подшипников скольжения. Отличительной особенностью баббитов являются низкая температура плавления (350-450ºС), хорошая прирабатываемость и отсутствие схватывания со сталью. Лучшими антифрикционными свойствами обладают оловянистые баббиты: Б83 (10-12% сурьмы, 5,5-6,5% меди, остальное – олово), служащий для изготовления турбокомпрессоров, дизелей, электродвигателей) и Б89 (7,25-8,25% сурьмы, 2,5-3,5% меди, остальное – олово), предназначенный для изготовления тяжелонагруженных подшипников паровых турбин). Для других подшипников применяют баббиты, в которых значительная часть олова заменена свинцом. Свинцовые баббиты обладают более высоким коэффициентом трения, менее износостойки и более хрупки, к ним относятся Б16, Б6, БТ, БН. С повышением температуры твердость баббитов сильно снижается, поэтому рабочие температуры подшипников, залитых баббитом, не должны превышать 80ºС.